پیگمنت چیست

پیگمنت ها رنگ دانه هایی هستند که از گذشته های دور تاکنون در صنعت های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. رنگ ها جز جدایی ناپذیر زندگی ما هستند. هر چیزی که دارای رنگ باشد برای تولید آن از رنگدانه یا پیگمنت استفاده شده است. اولین رنگدانه ای که توسط بشر کشف شد به زمان قبل از تاریخ برمی گردد.

هنگامی که انسان ها با رنگ های سیاه، قرمز و زرد روی دیوار غار ها نقاشی می کشیدند. مصر باستان اولین کشوری می باشد که از رنگدانه ها به صورت هوشمندانه استفاده کرده است. امروزه در اکثر صنایع از رنگدانه ها جهت ایجاد رنگ های مختلف بر روی اشیاء مختلف استفاده می کنند. در ادامه می خواهیم به معرفی پیگمنت و ویژگی های آن بپردازیم.

پیگمنت یا رنگدانه چیست و چگونه کار می کند؟

پیگمنت ها رنگ دانه هایی هستند که به صورت پودر جامد وجود دارند. این پودر در حلال هایی مانند آب و روغن حل نمی شود. برای هر رنگدانه باید حلال مناسب او به کار برده شود. این رنگ دانه خود به تنهایی توانایی رنگ کردن اجسام را ندارد بلکه باید در حلال مخصوص خود حل شود. با حل کردن رنگدانه در حلال خود، یک سوسپانسیون تولید می شود. این سوسپانسیون توانایی رنگ سطح مواد را خواهد داشت.

نور مرئی که به سطح رنگدانه ها می تابد، با طول موجی انتخابی از سوی رنگدانه ها بازتاب می شود. این طول موج رنگ مورد نظر رنگدانه را تعین می کند. یعنی طول موجی که رنگ قرمز از خود تابش می دهد با طول موج رنگ آبی کاملا با هم متفاوت می باشند. این تغییر طول موج به وسیله یک سری اعمال شیمیایی که در درون مولکول های این رنگدانه ها انجام می شوند صورت می پذیرد. هر مولکولی از هر ماده ای، فرایند های شیمیایی متفاوتی با مولکول رنگ دیگری دارد.

پیگمنت (pigment) یا رنگدانه، ترکیباتی هستند که به مواد اضافه می شوند تا به آنها رنگ دهند. رنگدانه ها در رنگ، جوهر، پلاستیک، پارچه، لوازم آرایشی و مواد غذایی استفاده می شوند

 ماده ای پودری است که به طور کامل یا تقریباً در آب نامحلول است.در مقابل، رنگ‌ها حداقل در مرحله‌ای

از استفاده، معمولاً محلول هستند. به طور کلی رنگ ها اغلب ترکیبات آلی هستند در حالی که رنگدانه ها

اغلب ترکیبات معدنی هستند. رنگدانه های با ارزش ماقبل تاریخ و تاریخی عبارتند از اخر، زغال چوب و لاجورد.

رنگدانه ها ترکیبات شیمیایی هستند که فقط طول موج های خاصی از نور مرئی را منعکس می کنند. این باعث

می شود آنها “رنگارنگ” به نظر برسند. گل ها، مرجان ها و حتی پوست حیوانات حاوی رنگدانه هایی هستند که

به آنها رنگ می دهد. مهمتر از انعکاس نور، توانایی رنگدانه ها در جذب طول موج های خاص است.

هدف اصلی استفاده از رنگدانه ها، ارائه رنگ به مواد است؛ در حالیکه رنگ ها و رنگدانه ها متفاوت هستند برخی افراد آن ها

را یکسان می دانند؛ تفاوت عمده بین رنگ و رنگدانه در حلالیت آنهاست.

حلال پیگمنت چیست؟

در حالی که یک رنگ می تواند به خودی خود در یک مایع حل شود، رنگدانه ها را می توان با کمک یک چسب در یک مایع حل کرد.

رنگ ها و رنگدانه ها اشکال اصلی رنگ هستند. تفاوت اصلی آنها در این است که رنگ ها محلول و رنگدانه ها نامحلول هستند

و در یک محیط معلق هستند. و  این به دلیل تفاوت در اندازه ذرات رنگ ها و رنگدانه ها است که بر نحوه رفتار آنها تأثیر می گذارد.

رنگها عمدتاً در صنعت نساجی و کاغذ استفاده می شوند، رنگدانه ها برای رنگ آمیزی رنگ، جوهر، پلاستیک، پارچه، لوازم

آرایشی، مواد غذایی و مواد دیگر استفاده می شود. بیشتر رنگدانه های مورد استفاده در تولید و هنرهای تجسمی رنگ های خشک

هستند که معمولاً به صورت پودر ریز آسیاب می شوند.

اندازه ذرات مورد نیاز رنگدانه ها،  به کاربرد مورد نظر بستگی دارد؛ اندازه پیگمنت ها می تواند از چند میکرومتر

برای چاپ افست تا درجه های متوسط 10 تا 45 میکرومتر، برای پوشش های خودرو، چاپ گراور و فلکسوگرافی

 و درجه های درشت تر برای سیستم های بازدارنده خوردگی و پلاستیک  متفاوت باشد. .

رنگدانه مصنوعی یا پیگمنت

پیگمنت ( یا رنگدانه به انگلیسی Pigment) و رنگ های نساجی (dye)، هر دو پودرهای رنگی ای هستند که به صورت معمول امروزه تولید می شوند

و از نظر ظاهر و ساختار شیمیایی بسیار شبیه یکدیگر هستند؛ اما از نظر مشخصات فیزیکی و خواص کاربردی، کاملا با یکدیگر

متفاوت هستند.

مشخصه ی اصلی رنگهای نساجی، حلالیت آنها در آب می باشد که در مورد پیگمنتها چنین نیست. البته در این مورد استثنا

نیز وجود دارد مانند رنگ های نساجی خمره ای که برای رنگ آمیزی الیاف سلولزی بکار برده می شود (رنگ های خمره ای به

عنوان پیگمنت نیز قابل استفاده اند) کاربرد پیگمنت ها به صورت سنتی در صنایع رنگ، پلاستیک، جوهر و مرکب می باشد

اما دامنه مصرف وسیعتر آنها در زمینه هایی چون مصالح ساختمانی مثل بتون و سیمان و نیز سرامیک، کاغذ، چاپ پارچه،

لاستیک و لوازم آرایشی است.

پیگمنتها از ذرات رنگی بسیار نرمی تشکیل شده اند که نباید در حامل حل شود. معمولا کاربرد آنها در حالت محلول حامل است

که پس از کاربرد باید به حالت انجماد در آیند. این پروسه می تواند به یکی از شکل های تبخیر حلال، انجماد فیزیکی و یا پلیمریزاسیون

باشد.

در این حالت، ذرات پیگمنت به شبکه ی منفرد ماتریس های پلیمری حامل، متصل می گردند. برخلاف رنگ های نساجی که اتصال

مولکول هایشان به پلیمرهای الیاف کاربردی، بسیار قوی است، سطح تماس و اتصال ذرات پیگمنت با حامل، درحد ضعیفی است.

تاریخچه پیگمنت

تاریخچه تولید پیگمنت تاریخچه کاربرد پیگمنت ها به نقاشی های دیواری غارهای ماقبل تاریخ بر می گردد. ۳۰۰۰ سال پیش در

این نقاشی ها از رنگدانه هایی از قبیل اخرا، هماتیت، اکسید آهن قهوهای و سایر رنگدانه هایی که منشاء معدنی دارند،

استفاده شده است.

همچنین شواهدی دال بر استفاده از رنگدانه هایی از قبیل سینابار (سولفید جیوه – به رنگ قرمز) آزوریت، مرمر سبز، سنگ لاجورد،

در سه هزار سال قبل از میلاد در چین و مصر وجود دارد. سال ۱۷۰۴ اولین رنگدانه مصنوعی به نام آبی پروس تولید گردید.

صد سال بعد تنارد آبی کبالت را تولید نمود. سپس با رشد و تکامل تکنولوژی، پیگمنت هایی از قبیل زرد کرم، زرد کادمیوم،

اکسیدهای آهن مختلف، اکسید کرم و لاجورد تولید گردید. در سال ۱۹۳۶ رنگدانه های قرمز مولیبدن و در سال ۱۹۶۰

زرد تیتان به این مجموعه اضافه شد.

به تازگی در بازار، رنگدانه های معدنی بیسموت؛ مولیبدن و اکسید وانادیوم جایگزین رنگدانه ها پایه سرب، و سولفید سریم

جایگزین پیگمنت سولفید کادمیوم شده است. کاربرد رنگدانه ها به عهد عتیق بر می گردد. استفاده از گیاهان و حیوانات برای

تنوع بخشیدن به رنگ ها و درخشنگی بیشتر، هزاران سال پیش تجربه شده است.

در عین حال اکثر این رنگ ها، قابلیت حل شدن در آب داشته و در دسته بندی، جزو رنگ های نساجی (dye) قرار می گیرند.

حتی در عهد عتیق این رنگ ها در رنگ آمیزی پارچه مورد استفاده قرار گرفته اند و همچنین به علت توانایی جذب آنها در مواد

معدنی مثل گچ و خاک رس چینی، در نقاشی نیز کاربرد داشته اند. این مواد بعدها به لاک یا تونر معروف شدند.

برای هزاران سال، مشتقات فلاون و انتراکینون، منبع اصلی رنگ های طبیعی به حساب می آمد،با شروع عصر جدید که شیمی

علمی توسعه یافت، تعداد زیادی از رنگ های نساجی تولید شد که بعضی از آنها به عنوان تونر پیگمنت به کار می رفتند.

نمک سدیم رنگدانه

نمک سدیم رنگهای اسیدی، در ترکیب با نمکهای کلسیم، باریم یا سرب نامحلول می گردد که شرط اساسی برای پیگمنت شدن

است و تبدیل به لاک می شود. رنگ های بازی در صورتیکه با مازو و یا تارتارات پتاسیم آنتیمون ترکیب گردد رنگ نامحلول ایجاد می نماید که

همان پیگمنت است.

پیگمنت های قرمز

۵۳ (Lake Red C) ولیتول رویین (۱: ۵۷) که در سال ۱۹۰۳ به بازار آمده اند هنوز از رنگدانه  های پر فروش هستند.

انواع رنگدانه های قرمز:

• پارارد (P.R.I)
• قرمز تولوئیدن (P.R.3)
• ودی نیتروآنیلین ( P.O.5)
• پیگمنت زرد هانزا (P.Y.1)

رنگدانه های آلی دیگری که در اواخر قرن نوزدهم به بازار آمده اند و گروه های اسیدی و بازی ندارند،پارارد (P.R.I) ،

قرمز تولوئیدن (P.R.3) ودی نیتروآنیلین ( P.O.5) می باشد.

پیگمنت زرد هانزا (P.Y.1) که اولین پیگمنت مونو آزو است در سال 1909 معرفی شد به دنبال آن در سال 1912 قرمز نفتول AS

و سپس زردهای آریل آمید در سال ۱۹۳۵ وارد بازار شدند.

همچنین در این سال آبی فتالو سیانین و دو سال بعد، سبز فتالوسیانین عرضه شد. رنگدانه  های دیگری نیز که مصارفی عمده

دارند از قبیل کوئین آکریدون در سال ۱۹۵۵، رنگدانه های آزو گروه بنزیمیدازلون سال ۱۹۶۰، ایزوایندولینون در سال ۱۹۶۴

و دی کتوپیرولوپیرول در سال ۱۹۸۶ وارد بازار شدند .

دسته pigment های تاک فام

• پیگمنت های غیر آلی
• پیگمنت های آلی
• پیگمنت های ضد زنگ
• دیسپرس کننده ها

 

دسته بندی شیمیایی رنگدانه ها

از نظر شیمیایی پیگمنت ها به دو دسته تقسیم می شوند:

1. پیگمنت معدنی
2. پیگمنت آلی

خواص عمومی این دو گروه را با توجه به کاربرد آنها می توان بیان کرد. البته موارد استثنا نیز وجود دارد. رنگدانه  های معدنی عموما

مقاومت بیشتری در مقابل حرارت، نور، هوا، حلال و مواد شیمیایی دارند و بدین لحاظ از رنگدانه های آلی برترند؛ ضمن اینکه

ارزانتر نیز هستند.

اما اشکال عمده ی این پیگمنت ها معمولا در رنگ دهی و براقیت ضعیف تر آنها نسبت به رنگدانه های آلی است. پیگمنت های

آلی در کل قدرت رنگ دهی و درخشندگی بالایی دارند اگرچه خواص مقاومتی آنها متفاوت است.

در عین حال پیگمنتهای آلی با کیفیت فوق العاده تولید می گردند که تنها ایراد آنها قیمت بالای آنها است.

خاصیت ترانسپرنتی و پوشش در این دو گروه از دیگر تفاوت های خواص کاربردی شان است.

در حالی که پیگمنت های معدنی عموما دارای ضریب انکسار بالا و پوشش دار هستند، پیگمنتهای آلی دارای

ضریب انکسار پایین و ترانسپرنت اند.

پوشش رنگ دهی رنگدانه

صنعت رنگدانه  سازی با تنوع بسیار وسیع انواع پیگمنت، همراه است. بررسی و بحث در این بخش به رنگدانه  های دارای

رنگ دهی و پوشش، محدود می شود و مواردی از قبیل رنگدانه  های سفید بدون پوشش و یا آنتی کروژنها و رنگدانه های

فلورسنت، مورد بحث قرار نمیگیرد.

منبع مهم اطلاعات مربوط به پیگمنت های معدنی و آلی که از نظر تجاری کاربرد وسیع دارد کالر ایندکس است. در این مجموعه

لیست رنگدانه  های موجود در بازار همراه با اطلاعات مربوطه ارایه گردیده است و به صورت دوره ای اطلاعات جدید اضافه

و اصلاحات اعمال می شود.

چاپ چهارم این مجموعه به صورت آنلاین قابل دسترس است برای هر رنگ این مجموعه، نام ژنریک، کالر ایندکس، فام رنگ

و یک عدد که مبین زمان ورود به بازار است، ارایه شده. همچنین اطلاعاتی از قبیل روش تهیه، کاربرد و خواص در کالر ایندکس

قابل دستیابی است.

 

فرم انجماد و خواص دیسپرشن رنگدانه ها

پیگمنتها به صورت مواد جامد و کریستال و به صورت ذرات بسیار ریز تولید می شوند. پدیده پلی مرفیسم که معمولا در مورد مواد

جامد کریستالی رخ می دهند، مشخصه ی مهم پیگمنت ها است.

در پلی مرفیسم، یک ماده با ترکیب شیمیایی مشخص، دارای فرم های مختلف استقرار مولکولی یا یونی در کریستال خود است

که همین تغییر فرم می تواند همراه با تغییر شید رنگ و یا خواص مختلف باشد نمونه های این مورد را می توان در رابطه با پیگمنتهای

معدنی از جمله اکسید تیتانیوم، اکسید آهن، کرمات های سرب، سولفیدهای کادمیوم و پیگمنتهای آلی از جمله آبی فتالوسیانین،

پیگمنتهای مختلف آزو و یا کوئینو آکریدونها مشاهده نمود که در فصول بعد توضیح داده خواهد شد.

اندازه ذرات رنگدانه

توزیع اندازه ذرات از مشخصات مهم دیگر پیگمنت ها است که در خواص پیگمنتها تاثیر زیادی دارد معمولا پیگمنتهای آلی،

با ذرات بسیار ریز تهیه می گردند تا خاصیت رنگ دهی و شفافیت بالا داشته باشند.

این مخصوصا درباره پیگمنت های مورد مصرف در جوهر چاپ، مهم است که معمولا ذرات آن می بایست زیر 05/0 میکرون باشند

برای مصارف دیگری مثل رنگ های رویای صنعتی که در مورد آنها پوشش و مقاومت در شرایط مختلف مهم است،

ذرات درشت تر تهیه می شود.

اندازه ذرات پیگمنت های معدنی می بایست دقیقا کنترل شود (معمولا بین 0/۲ تا ۰/۳میکرون) تا حداکثر پوشش را ایجاد نمایند

پخش یا دیسپرشن خوب پیگمنت در رزین از نکات مهم در ایجاد یک رنگ یکنواخت می باشد پودر پیگمنت از دسته های بهم چسبیده

ذرات پیگمنت می باشد که جهت کسب خواص رنگ دهی مطلوب می بایست به ذرات ریز شکسته شوند.

کلمه دیسپرسیبیلیتی ( dispersibility) به میزان راحتی به پخش پیگمنت در حامل یا رزین اطلاق می گردد. از آنجا که دیسپرس شدن

زودتر پیگمنت در حامل به مصرف انرژی و نتیجة از نظر اقتصادی مرتبط می باشد.

لذا مورد توجه مخصوص مصرف کنندگان قرار می گیرد. جهت افزایش دیسپرسیبیلیتی و همچنین خواص کیفیتی مطلوب، از پوشش سطح

با عناصر مختلف روی ذرات پیگمنت بهره گرفته می شود.

پوشش سطح ذرات پیگمنت نقش تعیین کنندهای در نوع کاربرد پیگمنتها دارد زیرا این سطوح جدید می باشند که ارتباط با حامل یا رزین دارند

معمولا سطوح پیگمنت پس از ساخت به شدت قطبی می باشند که نتیجأ با خیلی از حامل ها که غیر قطبی یا آبگریز هستند سازگار نیستند

به منظور رفع این مشکل سرفکتنت یا رزین های مختلف در حین تولید و یا در انتها، به پیگمنت افزوده می شود.

این عوامل فعال سطحی شامل یک سر که معمولا گروه سولفونیک، کربوکسیلیک اسید و یا گروه آمین باشد و یک دنباله که زنجیره بلند الکیل

است، تشکیل شده اند.

با کاربرد این عوامل فعال سطحی، عامل قطبی جذب سطح قطبی پیگمنت می گردند و زنجیره الکیل که با حامل سازگار است و وارد آن

می شود و خاصیت آبگریزی پیگمنت را از بین می برد و در عین حال به علت ایجاد حصار فضایی، جذب ذرات پیگمنت و به

عبارتی اگلومریشن ذرات کاهش می یابد.

تولید پیگمنت

پروسه تولید رنگدانه در چندین مرحله صورت می گیرد اولین مرحله ساخت شیمیایی که همراه با انجام یک سری ترکیبات شیمیایی مختلف

می باشد و در آن مولکولهای پیگمنت شکل می گیرد.

در عین حال، نتیجه ترکیب لزوما خواص کاربردی مشخصی ندارند در فاز دوم که آنرا حالت دهی یا پیگمنتری کردن بنامیم، کریستال های

پیگمنت به فرم مناسب و پایدار در می آید و اندازه ذرات کنترل می شود در این فاز سطح ذرات می تواند با ادیتیوهای مناسب پوشش داده

شود در مورد بعضی از پیگمنت ها، این دو فاز تولید می تواند در یک مرحله انجام گیرد.

در فاز سوم و آخر که عملیات تکمیلی انجام می گیرد بسته به نوع مصرف، پوشش های مناسب داده می شود روش ساخت پیگمنت های

معدنی و آلی متفاوت است و بستگی به ترکیب شیمیایی پیگمنت دارد،همچنین تاک فام اولین تولید کننده پیگمنت در ایران می باشد.

شرایط ساخت پیگمنت های معدنی و آلی که از رسوب گیری در محیط آب تهیه می شوند باید به صورتی تنظیم گردد که اندازه ذرات و فرم

آنها مناسب باشد.

معمولا در رسوب گیری پیگمنتها، شکل کریستال ها ناهمگون می شود که باید با درجه ی حرارت بالا، در حضور یا عدم حضور حلال و

ادیتیو، به منظور ایجاد – کریستال های پایدار مناسب برای کسب خواص نوری مطلوب، فرآوری شوند.

خیلی از رنگدانه های معدنی در انتهای تولید در درجه حرارت بالا فرآوری می شوند (درجه حرارتی که پیگمنتهای آلی نمی توانند

تحمل نمایند تا آب حبس شده در کریستال های پیگمنت، خارج گردد.

بعضی از پیگمنتهای آلی با کارایی بالا در درجه ی حرارت بالا در حلالهای آلی ساخته می شوند که ذرات آنها درشت است و باید با

یک سری عملیات، ذرات آن را ریز کرد تا برای کاربرد پیگمنت مناسب باشند.

یکی از روشها، آسیاب مکانیکی در حضور نمکهای معدنی است راه دیگر حل کردن آن در اسید سولفوریک غلیظ و سپس غوطه

ور کردن آن در آب است که سبب کاهش اندازهی ذرات می شود. تولیدکنندگان پیگمنت معمولا بسته به نوع کاربرد، درجات مختلف

پیگمنت را تولید می نمایند. نوع پوشش سطحی، تعیین کننده نوع مصرف است.

ساختار رنگدانه ها

از آنجا که عمدتا پیگمنتها به صورت پودر به بازار ارایه می شوند باید رسوب پیگمنت، از راه فیلتر کردن از محلول جدا و خشک شود موردی

که ممکن است در این ارتباط، مخصوصا برای پیگمنتهای آلی، پیش آید، توده ای شدن آبدوست و یا کلوخه شدن ذرات است این مسئله با

بکار بردن سرفکتنت های مناسب و کنترل شرایط خشک شدن مهار می شود.

ایجاد غبار پیگمنت در مصرف، مشکلی است که مورد توجه مصرف کنندگان است و لذا تولید کنندگان با تولید گریدهای کم غبار، بدون غبار

و فرم گرانول پیگمنت های خشک، این مشکل را رفع کرده اند؛ همچنین پیگمنت می تواند به صورت خمیر ارایه گردد و در نتیجه مشکلاتی

که ناشی از خشک کردن است حذف شود.

کاربرد این مورد محدود به صنایع مرتب سازی و رنگ های پایه آب است برای کاربردهای خاصی مثل سیستم خمیر مرکب چاپ، پیگمنتهای آلی

ممکن است به صورت رنگ های به اصطلاح فلاش، تهیه گردد. فرایند فلاش، شامل جایگزینی حامل یا رزین جوهر چاپ و یا مواد سازگار با حامل

با آب خمیر آبدار پیگمنت می باشد این مواد لزوما قابلیت مخلوط شدن با آب را ندارند.

به علت استفاده از این پیگمنت در صنعت چاپ، مخصوصا لیتوگرافی، این روش بسیار پر کاربرد است.

کاربرد پیگمنت و خواص آن

بصورت خلاصه کاربرد های رنگدانه این موارد می باشد:

1. پوشش های خودرو (OEM و Refinish)
2. پوشش های تزئینی (شامل خمیر رنگی)
3. پوشش های صنعتی
4. پوشش های پودری
5. پوشش های کویل
6. نقاشی
7. دسته های پلاستیکی و اصلی
8. جوهرها
9. جوهر افشان
10. منسوجات
11. آفت کش ها
12. کاربردهای تخصصی

کاربردهای دیگر پیگمنت چیست؟

امروزه کمتر صنعتی را می توان پیدا کرد که از پیگمنت ها استفاده نکند. هر چیزی که رنگ دارد، دارای رنگدانه است. از پیگمنت در ایران و سایر نقاط جهان جهت رنگ کردن سطح اجسام متفاوت مانند فلزات، چوب ها، پارچه ها، کاغذ ها و … استفاده می شود. به کار بردن رنگدانه هم برای زیبا کردن ظاهر اجسام و هم برای افزایش مقاومت آن ها به کار می رود. استفاده از رنگدانه ها جهت رنگ کردن اجسام باعث می شود که در برابر زنگ زدگی و تابش نور از خود مقاومت نشان دهند. در ادامه می خواهیم به برخی از کاربرد های مهم رنگدانه در صنایع مختلف بپردازیم.

• 1) از رنگدانه ها در صنایع آرایشی و بعداشتی بیشتری استفاده را می کنند. تولید لوازم آرایشی مانند لاک ناخن، رژ لب و … بدون این رنگدانه ها میسر نمی باشد.
• 2) برای تولید مرکب و جوهر های خودکار ها و صنایع چاپ از این رنگدانه ها استفاده می شود. بدون مرکب هیچ صنعت چاپی در کار نخواهد بود.
• 3) از پیگمنت ها جهت تولید آثار هنری بیشتری استفاده را می کنند. نقاشی هایی که در گالری های معروف به نمایش گذاشته می شوند با این رنگدانه ها کشیده شده اند.
• 4) صنعت مد و پوشاک بدون رنگدانه ها هیچ معنی ندارد. برای تولید پارچه هایی با رنگ های متنوع به زیبا از رنگدانه استفاده می شود.
• 5) در تاسیسات آهن برای رنگ کردن آهن آلات و فلزات از این رنگدانه ها استفاده می کنند. استفاده از رنگ مخصوص باعث ضدزنگ شدن آهن آلات می شود.
• 6) رنگدانه ها در تولید رنگ های روغنی، پلاستیکی، سلولزی و … نقش اصلی دارند.

ویژگی های مهم پیگمنت کدامند؟

ویژگی های خوب پیگمنت ها باعث شده اند که در صنایع مختلفی از آن ها استفاده شود. ویژگی های این رنگدانه ها بسته به نوع آن ها با هم متفاوت می باشد. اما ما در اینجا به ویژگی های عمومی این رنگدانه ها اشاره ای می کنیم.

• پیگمنت ها در برابر حرارت مقاومت بالایی از خود نشان می دهند.
•  این رنگدانه ها در برابر تغییرات PH همانند اسیدی شدن و بازی شدن مقاومت بالایی دارند.
•  رنگ دانه ها طول عمر زیادی دارند و می توانند به مدت چند سال دوام بیاورند. البته این مسئله به نوع رنگدانه نیز بستگی دارد.
•  رنگدانه ها در برابر شرایط محیطی و جوی مختلف دوام بالایی دارند.
•  رنگدانه ها در حلال ها مخصوص خود به صورت کاملا مناسب حل می شوند و از پخش شوندگی بالایی برخوردار هستند.
•  رنگدانه ها رنگ بندی بسیار متفاوت و متنوعی دارند. در واقع می توان برای ایجاد هر رنگی از آن ها استفاده کرد.
•  شکل ذرات آن ها به صورت سوزنی، مکعبی، ورقه ای، گره گره یا کروی می باشد.
•  این رنگدانه ها ساختار کریستالی و شیشه مانند دارند.
•  در برابر ضربه شکننده هستند.

پیگمنت های معدنی و ویژگی های آن

پیگمنت های معدنی را از پوسته زمین می گیرند. این رنگدانه ها را از سنگ ها می گیرند. ابتدا سنگ ها را خرد می کنند و می شوند. سپس طی فرایند های رنگ آن ها را می گیرند.

این رنگدانه ها معمولا از جنس نمک های فلزی هستند. این رنگدانه ها قیمت کم و مقاومت بالایی دارند. در نتیجه در میان صنایع مختلف بسیار پرکاربرد هستند. رنگدانه های معدنی مات هستند و به میزان کمتری حل می شوند. در ادامه می خواهیم به ویژگی های رنگدانه های معدنی به طور مفصل بپردازیم.

1) مقاومت رنگدانه های معدنی در برابر گرما و نور بسیار بالا می باشد.

2) طول عمر این رنگ دانه ها به سبب مقاومت بالای آن ها بسیار زیاد می باشد.

3) قیمت رنگدانه های معدنی نسبت به رنگ دانه های آلی بسیار کمتر است.

4) برخی از رنگدانه های معدنی دارای سرب در ترکیبات خود هستند که می تواند برای انسان ها و محیط زیست مضر باشد. در نتیجه هنگام استفاده از آن ها باید مسائل ایمنی را به طور کامل رعایت کنید.

5) پیگمنت های معدنی هم به صورت مصنوعی (سنتزی) و هم به صورت کاملا طبیعی و ارگانیک موجود می باشند.

6) در ساختار خود فاقد کربن هستند.

در ادامه به برخی از معروف ترین رنگدانه های معدنی اشاره ای خواهیم داشت.

1. اکسید آهن سیاه
2. اکسید آهن زرد
3. اکسید آهن قرمز
4. پودر آلومینیوم برنز و روی
5. دی اکسید تیتانیوم
6. رنگدانه های کروم
7. رنگدانه های سفید

پیگمنت های آلی و ویژگی های آن

پیگمنت های آلی در آزمایشگاه ها ساخته و سنتز می شوند. این رنگدانه ها دارای زنجیره های قوی از کربن هستند که گاهی از مواد معدنی نیز در ترکیبات آن ها استفاده می کنند. رنگدانه های آلی فاقد سرب می باشد. اگر هم سرب داشته باشند میزان آن بسیار ناچیز است. در ادامه به برخی از ویژگی های رنگدانه آلی می پردازیم.

1) رنگدانه های آلی دارای درخشندگی بسیار قوی و رنگ هایی با غلظت بالا هستند.

2) قیمت رنگدانه های آلی نسبت به رنگدانه های معدنی بیشتر است.

3) شفافیت این رنگ ها بی نظیر است.

4) تناژ های رنگی بسیار زیبا و متنوعی دارند.

برخی از پرکاربردترین رنگدانه های آلی عبارتند از:

· رنگدانه آلیزارین

· رنگدانه آزو

· رنگدانه فتالوسیانین

· رنگدانه کیناکریدون

تفاوت پیگمنت های معدنی و پیگمنت های آلی در چیست؟

پیگمنت های معدنی و رنگدانه های آلی دارای تفاوت های بسیاری هستند. این تفاوت ها باعث شده اند که هر کدام از این رنگدانه ها کاربرد های خاص خودشان را داشته باشند. در ادامه می خواهیم به بارزترین تفاوت های رنگدانه های معدنی با آلی بپردازیم.

• رنگدانه های آلی نسبت به رنگدانه های معدنی از شفافیت و درخشندگی بسیار بیشتری برخوردار می باشند.
• رنگدانه های آلی به رنگ سفید خالص و سیاه خالص وجود ندارند. در نتیجه برای این رنگ ها حتما باید از رنگدانه های معدنی استفاده کرد.
• رنگدانه های معدنی در برابر نور و اشعه فرابنفش مقاومت بسیار بالاتری نسبت به رنگدانه های آلی دارند.
• نقطه ذوب رنگدانه های آلی پایین تر است. یعنی در دماهای بسیار پایین تر گرم شده و ذوب می شوند. در نتیجه پایداری شیمیایی آن ها مقداری از رنگدانه های معدنی کم تر است.
• پخش شوندگی رنگدانه های معدنی نسبت به رنگ دانه های آلی بیشتر است. به همین دلیل در صنایع مختلف کاربرد بیشتری دارند.
• فرایند جذب نور در این دو نوع رنگدانه کاملا با هم متفاوت است. در رنگدانه های آلی نور از طریق پیوند های دوگانه مولکول های آن جذب می شود. اما در رنگدانه های معدنی نور از طریق انتقال و جابه جایی الکترون جذب می شود.
• تولید رنگدانه های آلی نسبت به رنگدانه های معدنی بسیار سخت تر و پیچیده تر می باشد. در نتیجه قیمت رنگدانه های آلی نسبت به رنگدانه معدنی بیشتر است.
• اندازه ذرات رنگدانه معدنی نسبت به رنگدانه های آلی بسیار بیشتر است. در نتیجه سخت تر نور را از خود رد می کنند. به همین دلیل است که رنگ آن ها کدر تر از رنگ های آلی است.
• رنگدانه های آلی در مقایسه با رنگدانه های معدنی دارای سطح تماس بیشتری هستند. در نتیجه رنگ های قوی و بسیار زیبایی را تولید می کنند.
• رنگدانه های معدنی دارای سرب و رنگدانه های آلی فاقد سرب هستند.

عموما جهت اصلاح خواص نوری رنگ جوهر چاپ، پلاستیک و یا هر مواد دیگری بکار برده می شوند. کاربرد مشخص آنها، کسب رنگ دلخواه،

همراه با پوشش سطوح و شفافیت جوهر چاپ است خواص نوری پیگمنت ها ناشی از دو اثر همزمان جذب و پخش نور می باشد.

این دو اثر جذب و پخش، از برخورد شعاع نور به ذرات پیگمنت که در نتیجه آن بخشی از نور جذب ذرات و بخش دیگر منعکس می شود،

ایجاد می گردد رنگ پیگمنت، نتیجه ی جذب نور است؛ بدین معنی که مثلا یک ماده در صورتی قرمز دیده می شود که تمام شعاع های

نوری، بجز شعاع نوری مربوط به طول موج رنگ قرمز، جذب گردد.

پوشش پیگمنت ها در ارتباط با انعکاس نور از ذرات پیگمنت است. رنگ پیگمنت مثل رنگ پیگمانهای نساجی (dye)، در وهله ی نخست، به

ساختمان ملوکولی ترکیبات آنها بستگی دارد. از آنجا که مشخصه کلی پیگمنتها، جامد و کریستالی بودن آنها، دو فاکتور شکل کریستالی

و نوع انجماد (اندازه و شکل ذرات) در رنگ پیگمنتها دخیلند.

پوشش (Opacity) اساسا بستگی به میزان پخش نور ذرات پیگمنت و این نیز به ضریب انعکاس مادهی آن دارد؛ ضریب انعکاس بالا، پوشش بالاتر

را نشان می دهد این خاصیت بستگی به شکل کریستال پیگمنت و اندازه و شکل ذرات آن نیز دارد. سومین خاصیت نوری که در آن پیگمنت ها

اثر گذارند، گلاس یا براقیت پوشش رنگ می باشد.

این فاکتور خود به زاویه ی دید و طبیعت پلیمر تشکیل دهنده فیلم رنگ بستگی دارد ضریب انعکاس و میزان صاف بودن فیلم رنگ).

در هر حال، پیگمنت می تواند روی این خاصیت اثرگذار باشد. مشخصا براقیت به میزان صافی فیلم رنگ ارتباط دارد و ایجاد هر گونه فرورفتگی

یا برجستگی سبب کاهش براقیت می شود.

خواص نوری pigment

پیگمنت ها علاوه بر داشتن خواص نوری و پوششی، باید مقاومت لازم در مقابل شرایط محیطی، چه در جریان تولید و چه پس از استفاده را

داشته باشند یک پیگمنت مشخص با خواص نوری و پایداری مشخص، برای کاربردی خاص انتخاب می شود ولی فاکتورهایی از قبیل قیمت یا

شرایط محیطی از عوامل دیگر موثر در انتخاب هستند.

خواص مربوط به پایداری و استحکام پیگمنت ها در کاربردشان، عبارتند از: مقاومت در مقابل نور، هوا، حرارت، حلالها و سایر مواد شیمیایی در عین

حال خواص مقاومت در هوا و نور به یکدیگر ارتباط دارند. چنانکه در بعضی مواقع پیگمنت هایی که مقاومت خوبی در مقابل رنگ پریدگی (Fading)

داشته اند، در شرایط محیطی نور و رطوبت همزمان، وضعیت مطلوبی از خود نشان نداده اند.

این ویژگی ها را عموما ساختمان شیمیایی پیگمنت و شکل کریستالی تعیین می کند و توزیع اندازهی ذرات و غلظت پیگمنت در مدیوم با این خواص

مرتبط است همچنان که خود مدیوم نیز به آنها مربوط است. پیگمنتهای سیر تر در مقابل نور، بهتر مقاومت نشان میدهند. نیاز به مقاومت نوری بستگی

به کاربرد آن دارد.

رنگ خودرو

مثلا در مورد رنگ اتومبیل و یا رنگ هایی که در معرض آفتاب و رطوبت قرار می گیرند، باید از پیگمنت های با مقاومت نوری بالا استفاده شود حال آنکه

پیگمنت هایی که مورد استفاده در مرکب چاپ روزنامه ها قرار می گیرند، نیازی به مقاومت بالای نوری ندارد و لذا می توان از پیگمنت های ارزان قیمت تر

استفاده کرد پایداری حرارتی پیگمنت به مقاومت در مقابل تغییر رنگ پیگمنت در درجه ی حرارت بالا اطلاق می شود.

پایداری حرارتی در تولید سرامیک که در دمای بیشتر از ۸۰۰ درج سانتیگراد انجام می گیرد، نقش اصلی دارد و تنها تعداد اندکی از پیگمنت های

معدنی در این درج حرارت کاربرد دارند.

رنگ آمیزی پلاستیک

در رنگ آمیزی پلاستیک ها نیز پایداری حرارتی نقش مهمی دارد در این مرا مقاومت حرارتی پیگمنت به درجه حرارت پروسس ذوب پلیمر بستگی

دارد که معمولا بین ۱۵۰ تا ۳۵۰ درجه سانتیگراد می باشد از آنجا که پیگمنت ها در مدیوم کاربردی به صورت معلق و جدا ق می گیرند(دسپرس کردن)

باید در مقابل حلال های مدیوم از خود مقاومت نشان دهند.

میزان مقاومت در مقابل حلالها و همچنین درجه حرارت کاربردی از عوامل مهم است. هر گونه حل شدن پیگمنت در حلال،

(Bleeding) مشکل زاست. مثلا در رابطه با مصرف حلال در رنگ، در صورتیکه یک رنگ رویه بر آن قرار گیرد رنگ بلیدینگ دار به لایه ی رویه منتقل

می شود.

پلیمر ها

در مورد پلاستیک ها، تمایل به حال شدن در پلیمر می تواند عامل مهاجرت (Migration) ذرات پیگمنت شود این پدیده می تواند باعث ایجاد لکه یا

دو رنگی (Contact bleed)، تجمع ادیتیو روی سطوح فلزی دستگاه پروسس پلاستیک ( Plate- out) و یا رنگی شدن حلال ها (Solvent bleed)،

به سبب قرار گرفتن پلاستیک در آنها شود.

در پدیده ی بلومینگ (Blooming) کریستال های پودر پیگمنت روی سطح فیلم رنگ، مرکب و با پلاستیک ظاهر می شود که عامل تضعیف مقاومت

سایشی می گردد.

این حالت زمانی رخ می دهد که پیگمنت در حد محدودی در مدیوم داغ حل گردد و حالت اشباع ایجاد شود که پس از سرد شدن ملکولهای پیگمنت به سطح نفوذ می کند.

مقاومت در مقابل اسید و باز و یا سایر مواد شیمیایی، یکی دیگر از عوامل انتخاب پیگمنت أست، برای مثال، پیگمنت هایی که

برای پلی استر بکار برده می شود باید مقاومت قلیایی بالا داشته باشد. جهت رنگ کردن PVC باید از پیگمنت های با مقاومت

بالای اسیدی استفاده کرد زیرا سبب تولید اسید شده و در صورتیکه پیگمنت در مقابل اسید ضعیف باشد با خورندگی وسایل

اثرات نامطلوبی روی آن ایجاد می کند.

سمی بودن پیگمنت و وضعیت زیست محیطی نیز باید از دیگر موارد مورد توجه مصرف کننده باشد. برای محصولاتی

از قبیل اسباب بازی و ظروف باید از پیگمنت هایی که پس از خوردن، از جهاز هاضمه عبور کرده و وارد خون نشوند، استفاده شود.

 پیگمنت های سفید معدنی

پیگمنت های سفید به دو دسته پوششی و غیر پوششی تقسیم می شوند. پیگمنت های پوششی نور بالایی دارند، کاربردهایی

از قبیل تولید رنگ، پلاستیک، کاغذ، جوهر والیاف دارند تجارتی فوق العاده مهم هستند.

پیگمنت های غیر پوششی که به عنوان افزودنی و پر کنند می شوند نیز از نظر تجارتی مهم هستند انکسار نور آنها پایین و نتیجة

نقش پایین تری در ایجا دارند، اما کاربردهای وسیع دیگری از قبیل روان کنندگی رنگ و مرکب و اصلاح خواص ما کاهش قیمت محصولات

پلاستیکی دارند. پیگمنت های غیر پوششی سفید شامل سولفات سلیکاتهای منیزیم، کلسیم و آلومینیوم در این کتاب مورد بحث قرار

نخواهند گرفت.

قرمز مجنتا

در مقاله ای دیگر درمورد قرمز مجنتا کامل بحث کردیم : قرمز مجنتا چیست؟

خمیر پیگمنت

خمیر پیگمنت بر پایه آب تولید می شوند. در تولید پیگمنت و رنگدانه از حلال یا مونومر بهره برده نمی شود.

خمیر پیگمنت چیست؟

راهنمای خرید پیگمنت

در مقاله ای دیگر ما کامل راهنمای خرید پیگمنت را ارائه دادیم.

راهنمای خرید پیگمنت

جمع بندی

همانطور که در مقاله ، تاریخچه و انواع و تعریف کامل پیگمنت را توضیح دادیم ، نوبت به آن رسیده که شرکت تاک فام را که سابقه ی درخشانی

در این صنعت دارد معرفی کنیم از 1358 بطور حرفه ای در صنعت شروع به کار کرد ، با مدیریت جناب اقای حسن علی ضمیری.